Алхимик наоборот: сверхтяжелый космический грузовик

Алхимик наоборот: сверхтяжелый космический грузовик

В ночь на 9 марта к МКС был запущен самый совершенный космический аппарат, сделанный в Западной Европе, — «грузовик» Jules Verne. Изготовление и запуск в космос грузовика «Жюль Верн» обошлись в €300 млн. Корабль может доставить на орбиту не более 7,7 т полезного груза. С учетом транспортных услуг 1 л воды, оказавшись на орбитальной станции, будет стоить €40 000.

От «Гермеса» к «Жюлю Верну»

В начале этого года стало понятно, на что Европейское космическое агентство (ESA) расходует свои довольно приличные средства. 7 февраля к Международной космической станции была пристыкована европейская научная лаборатория Columbus, проект которой разрабатывался с 1985 года и стоил Европе €1,4 млрд. А в ночь на 9 марта с космодрома Куру во Французской Гвиане (Южная Америка) был запущен на орбиту «грузовик» Jules Verne ATV — самый сложный, совершенный и дорогой космический корабль в европейской истории. С этим запуском Европейский союз вошел в элитарный клуб держав, владеющих технологией создания орбитальных космических кораблей, ранее состоявший из трех стран — России, США и Китая. Спустя 30 лет после того, как французы всерьез заговорили о проекте орбитального корабля, Европа наконец добилась своего…

Если бы все шло гладко, в Западной Европе могли бы построить орбитальный корабль еще в начале 1990-х. В 1978 году Французский национальный центр космических исследований (CNES) начал работу над многоразовым пилотируемым космическим самолетом Hermes. Выводить на орбиту этот пятиместный десятитонный корабль должен был мощный перспективный носитель Ariane 5 — тот самый, что был использован при запуске корабля Jules Verne. Инициировавшие создание этого корабля французы планировали начать детальное проектирование аппарата в 1988 году, чтобы осуществить его первый запуск в 1996-м. Для одной страны это был слишком дорогой проект, поэтому Франция предложила сделать его общеевропейским. В ноябре 1987 года проект получил необходимый статус, а еще ранее Европейское космическое агентство начало выделять на него средства.


Что доставит «Жюль Верн» на МКС?

В первый полет европейский грузовик отправился полупустым. Общая масса его груза 4,9 т.

Жидкие грузы. 1. Топливо (2,3 т). Как и на «Прогрессах», топливо — самый тяжелый груз ATV. На орбиту корабль отправили с 5,8 т ракетного топлива. 40% (2,3 т, полезный груз) пойдет на подъем орбиты станции и управление ее ориентацией. Остальное топливо ATV израсходует на путь туда и обратно.

2. Топливо для дозаправки (860 кг). После стыковки с МКС 860 кг специального топлива перекачают с ATV на МКС. Когда «Жюль Верн» будет затоплен в Тихом океане, это топливо найдет применение на МКС для подъема орбиты и управления ориентацией.

3. Вода (270 кг). Предназначена для питья, приготовления продуктов питания и гигиены полости рта членов экипажа.

4. Воздух (20 кг). Создаст необходимую атмосферу в ATV, сделав его частью МКС.

Сухие грузы. Всего 1,3 т. На орбиту доставили 500 кг продуктов питания, 136 кг запчастей для лаборатории Columbus и 80 кг одежды. Кроме того, на орбиту отправили материалы, посвященные первому запуску корабля «Жюль Верн», и две книги Жюля Верна «С Земли на Луну», изданные при жизни писателя в XIX веке.


При составлении «бизнес-плана» французы оказались чрезмерно оптимистичны. В ходе работы над проектом выяснилось, что вписаться в заявленные ранее финансовые рамки никак не удастся. Возникли и технические сложности: достичь необходимой массы корабля было более чем непросто. Как раз в это время в ESA охладели к программе пилотируемого космического корабля, и в начале 1990-х грандиозную программу было решено заморозить. Но 15 лет труда и почти $2 млрд инвестиций были потрачены не впустую.

Понравилась статья?
Подпишись на новости и будь в курсе самых интересных и полезных новостей.

После завершения работ по воздушно-космическому кораблю Hermes почти та же компания специалистов стала заниматься одноразовым пилотируемым кораблем Viking, но и эту программу пришлось прикрыть осенью 1995 года из-за отсутствия необходимых средств. Тем не менее специалисты без дела не остались. Одновременно с началом работ по созданию корабля Viking ESA утвердило проект по разработке автоматического транспортного корабля ATV (Automated Transfer Vehicle) для снабжения орбитальной станции. С тех пор прошло 13 лет, было потрачено €1,3 млрд и европейцы достигли своей давней цели — орбитальный корабль был создан.

Если самолет Hermes должен был стать металлическим выражением французских амбиций по покорению космоса, то Jules Verne ATV преследовал более скромную цель. Космический «грузовик» стал платой Европы за пользование самым дорогим объектом, построенным человечеством, — Международной космической станцией, стоимость которой оценивается примерно в €100 млрд.

Тройной «Прогресс»

По своему назначению Jules Verne — аналог российских «Прогрессов», но по своей грузоподъемности он находится в другом классе. За один полет европейский аппарат, по размеру сравнимый с двухэтажным лондонским автобусом, способен доставить на орбиту втрое больше полезных грузов — до 7,7 т. Грузовой отсек корабля длиной 10,3 м и диаметром 4,5 м имеет полезный объем 48 м³. В нем можно отправить на орбиту до 840 кг питьевой воды, до 100 кг воздуха, кислорода или азота, до 5500 кг сухих грузов и до 860 кг топлива, используемого на МКС для подъема орбиты и маневрирования. А можно полностью заполнить бак аппарата топливом и осуществлять маневрирование станции и подъем ее орбиты с помощью мощных ракетных двигателей ATV.

Грузовик-гигант Грузовик-гигант Европейское космическое агентство называет ATV самым грузоподъемным космическим транспортным кораблем за всю историю подобной техники. Это не совсем так. Максимальная масса полезного груза ТКС (транспортного корабля снабжения), который начали разрабатывать в СССР в 1967 году, достигала 10 т. Правда, на орбитальную станцию он мог доставить только 5,5 т груза, остальной потенциал расходовался на транспортировку возвращаемого аппарата. Перспективный ТКС почти не летал, и за рубежом об этой разработке знают немного, поэтому европейцы сравнили характеристики своего аппарата с Apollo и «Прогрессом». Apollo на 1 м длиннее ATV, на 0,6 м уже в диаметре, а его полная масса составляет 30 т (у ATV — 20,7 т), но ESA признаёт, что сравнение не слишком удачное. Ведь Apollo был разработан для других целей. «Прогресс-М1» примерно на 3 м короче ATV, на 1,8 м уже в диаметре и весит всего 7,2 т. Он способен доставить на орбиту 2230−3200 кг грузов и забрать с собой всего 1000−1600 кг мусора (6,4 т у ATV), но суммарная тяга его двигателей выше, чем у ATV (2942 против 1960 Н).

Разработчики называют свой корабль самым сложным и технически передовым космическим аппаратом, когда-либо созданным в Западной Европе. И действительно, ATV может похвастаться рядом прогрессивных решений. Например, в отличие от российского «Прогресса», европейский корабль полностью автоматизирован. Российский «грузовик» при возникновении сложностей можно было пристыковать к МКС вручную, отправляя команды с борта станции. Jules Verne сам находит цель, сближается с ней, отыскивает стыковочный узел и выполняет все необходимые операции. Поэтому при стыковке ATV задача экипажа упрощается до минимума. «Человеческий фактор» сведен к наблюдению и двум кнопкам на МКС: если при стыковке что-то пойдет не так, космонавты могут нажать желтую кнопку для остановки ATV или красную — для удаления «грузовика» от станции на безопасное расстояние. Любопытно, что при разработке аппарата европейцы не смогли обойтись без помощи более опытных коллег из России и США: американцы помогли с доводкой автоматики, а специалисты ракетно-космической корпорации «Энергия» разработали для ATV стыковочный узел. Подобно «Союзам» и «Прогрессам», Jules Verne будет пристыковываться к задней части российского модуля «Звезда». Стыковка первого корабля из серии Jules Verne с МКС была запланирована на 3 апреля. После этого на полгода ATV станет частью МКС, выполняя двигательную функцию. С интервалом в 10−45 дней двигатели корабля будут поднимать орбиту станции, они же будут использоваться и для маневрирования. По окончании этого срока европейский «грузовик» загрузят мусором (до 6,4 т) и отправят на покой по тому же ритуалу, что и «Прогрессы». Аппарат снова войдет в атмосферу и распадется на маленькие фрагменты, которые будут затоплены на кладбище космических кораблей — в Тихом океане. Сегодня такая технология экономически оправдана: корабль выгодней затапливать в океане, чем возвращать его на Землю и использовать несколько раз.

Лучшее из Европы Лучшее из Европы Jules Verne ATV — самый большой и сложный космический аппарат Европейского космического агентства. Он способен в зависимости от задач доставить на орбиту до 5,5 т сухих грузов, до 840 кг питьевой волы, до 100 кг воздуха и несколько тонн топлива. Его хватит не только для периодического подъема орбиты МКС в течение нескольких месяцев, но и для вывода космической станции с орбиты, когда такое решение будет принято.

Судьба «Жюля Верна»

С появлением в космосе европейского «грузовика» полеты российских «Прогрессов» не сократятся. Масса грузов, направляемых на МКС, в ближайшее время должна возрасти, ведь к 2009 году экипаж станции планируется довести до шести человек. Так что ATV выступает в роли помощника, а не конкурента. К тому же его использование позволит оптимизировать перевозки: когда нужно будет доставить на орбиту большой груз, туда будут отправлять ATV, во всех остальных случаях — «Прогресс».

Любопытно, что разработкой автоматического одноразового аппарата ESA может не ограничиться. В перспективе европейцы планируют создать многоразовый аппарат, который будет возвращать грузы с МКС на Землю. Как еще один альтернативный вариант рассматривается создание на базе ATV пилотируемого корабля, о котором давно мечтают европейские космические энтузиасты.

Понравилась статья?
Подпишись на новости и будь в курсе самых интересных и полезных новостей.

По плану «Жюли Верны» будут отправляться на орбиту примерно раз в полтора года: до 2015 года в космос полетит как минимум четыре аппарата. Точное число зависит от многих факторов, но главным образом от японских успехов и срока службы МКС. Япония в 2009 году планирует отправить к МКС свой «грузовик», H-II Transfer Vehicle (HTV), который по массе доставляемого полезного груза (6 т) займет промежуточную нишу между европейским ATV и российским «Прогрессом».

Срок службы МКС тоже, очевидно, повлияет на это число. Этой осенью первому модулю орбитальной станции исполнится десять лет, и не исключено, что еще столько же это слишком дорогое в эксплуатации космическое сооружение не протянет. Во время презентации «Жюля Верна» было сделано огорчительное для сторонников продолжения финансирования МКС замечание, что сегодня ATV — единственный корабль, способный свести МКС с орбиты. Вполне возможно, что последний запуск корабля Jules Verne станет последним в истории космической станции.

Понравилась статья?
Подпишись на новости и будь в курсе самых интересных и полезных новостей.

Статья опубликована в журнале «Популярная механика» (№5, Май 2008).
Комментарии

Авторизуйтесь или зарегистрируйтесь,
чтобы оставлять комментарии.